表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是由入射到金属表面的光子与电子相互耦合所形成的一种沿金属与介质分界面传播的电磁振荡,其能量是以倏逝波的形式传播,在垂直于传播界面方向呈指数衰减,具有亚波长场能量束缚和表面局域场增强的特性。SPPs具有良好的近场亚波长纳米尺度调控能力,以SPPs作为信息传递的载体有望实现纳米级的集成光学器件。本论文主要是基于矩形纳米槽阵列结构,研究和分析激发的耦合场对入射光的调控能力。主要包括对入射光进行近、远场聚焦及对应场的光力特性。本文研究内容如下:1、基于构成阵列结构的最小单位矩形纳米元狭缝进行分析与设计。先对元狭缝的结构参数进行了优化设计,再从单线型阵列结构入手,分析了元狭缝间距对定向激发能力的影响,通过仿真调参获得间距的最佳取值范围。然后讨论了双线型单向激发结构,在此基础上提出更为复杂的中央、辅助聚焦结构,推导了结构公式,并进行了优化设计。理论上基于偶极子模型,推导了线型元狭缝阵列结构激发电场的表达式,并根据惠更斯原理分析了其单向激发的原理。最后给出了6种偏振状态光入射结构的激发场仿真模拟图,分析了聚焦场的强度和半高宽、焦距等聚焦参数,并选取其中四种偏振状态入射光实现了四状态聚焦耦合结构。2、基于研究的元狭缝的结构参数,改变阵列结构,研究矩形纳米元狭缝的圆环阵列激发的聚焦场。首先,从单层阵列结构开始,不断优化结构,最后提出了元狭缝圆环阵列和圆环狭缝组成的复合聚焦结构,并给出了结构公式。通过理论推导得到了不同偏振光入射结构形成的近场的聚焦场表达式,通过仿真分析了其聚焦强度、半高宽等几个方面聚焦特性参数,进而研究了其远场聚焦特性。3、基于复合聚焦结构激发的等离激元涡旋贝塞尔场,分别研究其在不同结构下激发的零阶和高阶的场分布特性和对应场的光力特性。首先,改变聚焦结构,分别产生零阶和高阶的聚焦场,分析对应情况下的聚焦场场分布。理论上根据聚焦场的近似光束模型,推导了模型中光束的电场表达式,进一步推导出近似场满足的光强表达式。根据微粒的尺寸不同,选择合适的光力理论计算模型,推导出等离激元贝塞尔场的梯度力和散射力公式。通过仿真研究了等离激元涡旋场分布对微粒的影响,改变结构参数,得到了仿真结构激发等离激元涡旋场的光力特性规律。